Физическая среда Ethernet. Производительность Ethernet. Спецификации физической среды Ethernet.

Все виды стандартов Ethernet используют один и тот же метод разделения среды передачи данных - метод CSMA/CD - метод доступа к разделяемой среде с контролем несущей и обнаружением коллизий. Этот метод организовывает работу сети Ethernet следующим образом:

- с одной стороны,

каждая станция сети прослушивает, занят ли кабель (есть несущая в кабеле?). Если кабель свободен (несущая не обнаружена), станция сети начинает передавать кадр. Причем каждая такая передача ограничена в своей продолжительности (потому что, существует максимальный размер кадра). Более того, оборудование должно делать небольшие паузы между передачами пакетов (межкадровые интервалы IPG), чтобы не получилось так, что сеть используется одной парой станций, и чтобы другие тоже имели возможность доступа к сети.

- с другой стороны,

каждая станция сети наблюдает за состоянием кабеля, когда он передает, чтобы узнать, когда другой сигнал помешал его передаче. На техническом языке такое слежение называется обнаружением коллизий. Как только коллизия обнаружена, станция аварийно завершает передачу, посылает jam-последовательность (32-битовую последовательность) для оповещения остальных о возникновении этой "неприятности", ждет конца работы других станций и снова пытается повторить передачу. При этом нужно соблюдать осторожность, иначе сеть может оказаться перегруженной узлами, впустую пытающимися передавать, причем каждая передача будет приводить к коллизии. Чтобы избежать таких ситуаций, Ethernet использует случайную паузу.

Выводы

Ethernet - это самая распространенная на сегодняшний день технология локальных сетей. В широком смысле Ethernet - это целое семейство технологий, включающее различные фирменные и стандартные варианты, из которых наиболее известны фирменный вариант Ethernet DIX, 10-мегабитные варианты стандарта IEEE 802.3, а также новые высокоскоростные технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Почти все виды технологий Ethernet используют один и тот же метод разделения среды передачи данных - метод случайного доступа CSMA/CD, который определяет облик технологии в целом.

В узком смысле Ethernet - это 10-мегабитная технология, описанная в стандарте IEEE 802.3.

Важным явлением в сетях Ethernet является коллизия - ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Наличие коллизий - это неотъемлемое свойство сетей Ethernet, являющееся следствием принятого случайного метода доступа. Возможность четкого распознавания коллизий обусловлена правильным выбором параметров сети, в частности соблюдением соотношения между минимальной длиной кадра и максимально возможным диаметром сети.

На характеристики производительности сети большое значение оказывает коэффициент использования сети, который отражает ее загруженность. При значениях этого коэффициента свыше 50 % полезная пропускная способность сети резко падает: из-за роста интенсивности коллизий, а также увеличения времени ожидания доступа к среде.

Максимально возможная пропускная способность сегмента Ethernet в кадрах в секунду достигается при передаче кадров минимальной длины и составляет 14 880 кадр/с. При этом полезная пропускная способность сети составляет всего 5,48 Мбит/с, что лишь ненамного превышает половину номинальной пропускной способности - 10 Мбит/с.

Максимально возможная полезная пропускная способность сети Ethernet составляет 9,75 Мбит/с, что соответствует использованию кадров максимальной длины в 1518 байт, которые передаются по сети со скоростью 513 кадр/с.

При отсутствии коллизий и ожидания доступа коэффициент использования сети зависит от размера поля данных кадра и имеет максимальное значение 0,96.

Технология Ethernet поддерживает 4 разных типа кадров, которые имеют общий формат адресов узлов. Существуют формальные признаки, по которым сетевые адаптеры автоматически распознают тип кадра.

В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 определяет различные спецификации: 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB. Для каждой спецификации определяются тип кабеля, максимальные длины непрерывных отрезков кабеля, а также правила использования повторителей для увеличения диаметра сети: правило «5-4-3» для коаксиальных вариантов сетей, и правило «4-х хабов» для витой пары и оптоволокна.

Для «смешанной» сети, состоящей из физических сегментов различного типа, полезно проводить расчет общей длины сети и допустимого количества повторителей. Комитет IEEE 802.3 приводит исходные данные для таких расчетов, в которых указываются задержки, вносимые повторителями различных спецификаций физической среды, сетевыми адаптерами и сегментами кабеля.

Контрольные вопросы:

1. Что такое коллизия.

2. Описать метод CSMA/CD

3. Какова физическая среда технологии Ethernet

Лекция 7-8

Тема: Локальні мережі, Основні поняття та визначення, Технологія Token Ring, FDDI.

Цель: Определится с основными понятиями локальных сетей. Рассмотреть технологию Ethernet

План:

1. Технологія Token Ring..

2. Технологія FDDI

3. Выводы

4. Контрольные вопросы